Einzelraumregelung für Heizen und Kühlen
Worauf es bei Flächenheiz- und Kühlsystemen in Planung und Praxis ankommt
Mit zunehmenden sommerlichen Hitzebelastungen und steigenden Ansprüchen an den thermischen Komfort gewinnt die Kühlung von Gebäuden an Bedeutung. In Kombination mit reversiblen Wärmepumpen können Flächensysteme im Winter zum Heizen und im Sommer zur Temperierung genutzt werden. Damit steigen die Anforderungen an das Zusammenspiel von Wärmeerzeuger, Flächensystem und Einzelraumregelung. Am Beispiel des digitalen Aufputz-Temperaturreglers „ATR 4000“ von Eberle Controls wird gezeigt, welche Kriterien bei Auswahl und Einbindung zählen.
Die Eberle-Varianten „ATR 4500“ und „ATR 4800“ richten sich an unterschiedliche Anlagen- und Nutzungskonzepte. Welche Ausführung passt, richtet sich nach den Anforderungen des konkreten Projekts.
Ein typischer Anwendungsfall ist ein Mehrfamilienhaus mit Wärmepumpe und Fußbodenheizung, die im Sommer zur Temperierung genutzt wird. Die Temperaturen in den einzelnen Räumen können weiterhin individuell geregelt werden, während die Betriebsart zentral vorgegeben wird. Die Einzelraumregelung muss dabei zuverlässig zwischen Heiz- und Kühlbetrieb wechseln und ihren Regelalgorithmus entsprechend anpassen.
Genau an dieser Stelle beginnt die eigentliche Planungsaufgabe. Entscheidend ist nicht nur, ob ein Raumregler beide Betriebsarten beherrscht, sondern auch, wie der Wechsel zwischen Heizen und Kühlen im Gesamtsystem umgesetzt wird. Das dafür erforderliche Change-over-Signal muss vom Wärmeerzeuger – in diesem Fall der Wärmepumpe – zuverlässig bereitgestellt und an alle Raumregler weitergegeben werden. Verfügt der Regler über einen Universaleingang, lässt sich dieser je nach Projekt für die automatische Umschaltung zwischen Heiz- und Kühlbetrieb, eine zentrale Temperaturabsenkung oder ein Präsenzsignal nutzen. Da diese Funktionen nicht gleichzeitig zur Verfügung stehen, sollte bereits in der Planungsphase festgelegt werden, welche davon für das jeweilige Anlagen- und Nutzungskonzept Priorität hat.
Bei Flächenkühlungen ist zudem eine klare Systemgrenze zu beachten: Die Einzelraumregelung steuert den jeweiligen Heiz- und Kühlkreis, ersetzt jedoch nicht die übergeordnete Überwachung zum Schutz vor Betauung. Diese muss separat im Anlagenkonzept berücksichtigt werden und kann beispielsweise über eine Klemmleiste mit Taupunkterkennung erfolgen.
Funktionsumfang nach Nutzung auswählen
Bei Beratung und Planung sollte zunächst geklärt werden, wie die Räume genutzt werden und welche Komfortfunktionen tatsächlich erforderlich sind. In Wohnungen mit weitgehend konstanten Nutzungszeiten genügt häufig eine übersichtliche Regelung von Heiz- und Kühlbetrieb. Bei variierenden Tagesabläufen oder definierten Komfortphasen können programmierbare Zeitprofile sinnvoll sein. Ein externer Fühler wird relevant, wenn neben der Raumtemperatur etwa die Bodentemperatur erfasst oder begrenzt werden soll.
Ebenso wichtig ist, unterschiedliche Anwendungen mit einer möglichst einheitlichen Lösung abzudecken. Reglerfamilien, die sowohl wassergeführte Heiz- und Kühlsysteme als auch elektrische Heizsysteme abdecken, vereinfachen Planung, Lagerhaltung und Service. Installationsbetriebe können dadurch über verschiedene Projekte hinweg stärker standardisieren.
Eine flache Aufputzbauweise bietet sowohl bei Neubauten als auch bei Modernisierungen Vorteile. Eine unkomplizierte Installation und Inbetriebnahme kann den Montageaufwand reduzieren und insbesondere bei größeren Wohnbauprojekten eine einheitliche Umsetzung unterstützen. Zugleich lässt sich die Abstimmung zwischen den beteiligten Gewerken vereinfachen.
Der „ATR 4000“ von Eberle bildet diese Anforderungen in zwei Funktionsstufen ab. Der „ATR 4500“ ist für wassergeführte Flächenheiz- und Flächenkühlsysteme ausgelegt und unterstützt die automatische Umschaltung zwischen Heiz- und Kühlbetrieb über einen Change-over-Eingang. Der programmierbare „ATR 4800“ ergänzt Wochen- und Tagesprogramme, einen Urlaubsmodus sowie den Anschluss eines externen Fühlers. Mit dem Unterputz-Puck „UPP 16“ lässt sich diese Variante zudem für elektrische Anwendungen mit einer Schaltleistung von bis zu 16 A erweitern. Beide Regler verfügen über eine automatische Fenster-offen-Erkennung, die unnötigen Energieeinsatz während des Lüftens reduzieren kann.
Der „ATR 4500“ eignet sich für Projekte, bei denen die direkte Heizen-Kühlen-Regelung im Vordergrund steht. Der „ATR 4800“ bietet zusätzliche Möglichkeiten, wenn Zeitprogramme, Komfortfunktionen oder eine weitere Temperaturerfassung Bestandteil des Nutzungskonzepts sind.
Regelung auf das Flächensystem abstimmen
Bei trägen Flächenheiz- und Kühlsystemen ist weniger die Zahl der Funktionen entscheidend als eine auf das System abgestimmte Regelstrategie für einen effizienten Betrieb. Bei der Inbetriebnahme sollte deshalb nicht nur geprüft werden, ob die Stellantriebe reagieren. Auch Regelverfahren, Funktionsprinzip der Stellantriebe und Schutzfunktionen wie der Ventilschutz müssen auf das jeweilige Flächensystem abgestimmt sein. Regler wie der „ATR 4000“ bieten dafür die Wahl zwischen Pulsweitenmodulation (PWM) mit unterschiedlichen Zykluszeiten und Zweipunktregelung.
Für den Einsatz in Wohngebäuden spielt zudem der Bedien- und Betriebskomfort eine wichtige Rolle. Der „ATR 4000“ verfügt über einen geräuschlosen Triac-Ausgang sowie separate Nutzer- und Installateursmenüs. Damit ist er insbesondere auf die Ansteuerung thermischer Stellantriebe in wassergeführten Flächensystemen im Wohnbereich ausgelegt.
„Bei modernen Flächenheiz- und Kühlsystemen kommt es auf das Zusammenspiel aller Komponenten an. Eine passend ausgelegte Einzelraumregelung leistet dabei einen wichtigen Beitrag zu Komfort, Energieeffizienz und einem zuverlässigen Anlagenbetrieb“, sagt Linga Schütz, Produktmanagerin bei Eberle Controls.
Systemaufbau übersichtlich halten
Für den Baustellenalltag ist außerdem eine eindeutige Zuordnung von Raumregler, Heizkreis und Stellantrieb wichtig. Bei kleineren Einheiten kann eine direkte Verdrahtung ausreichen, bei mehreren Räumen oder Verteilern bietet sich dagegen eine zentrale Verdrahtungsstruktur, beispielsweise über Klemmleisten, an. Entscheidend ist, dass die Anlage bei der Inbetriebnahme und im späteren Service schnell nachvollziehbar bleibt. „Eine klare Zuordnung von Raumreglern, Heizkreisen und Stellantrieben, beispielsweise über Verteilerleisten, erleichtert die Inbetriebnahme und vereinfacht spätere Service- und Wartungsarbeiten“, ergänzt Linga Schütz.
Heizen und Kühlen im Zusammenspiel
Eine Besonderheit kombinierter Systeme liegt darin, dass Fehler in der Betriebsartumschaltung nicht immer sofort sichtbar werden. Wird eine Anlage im Winter in Betrieb genommen, kann eine fehlerhafte Zuordnung des Change-over-Signals im Heizbetrieb zunächst unauffällig bleiben und erst beim Wechsel in den Kühlbetrieb zutage treten. Entsprechend wichtig sind eine eindeutige Signalführung und eine saubere Dokumentation – auch mit Blick auf spätere Wartungs- und Serviceeinsätze.
Passende Funktionalität statt maximaler Ausstattung
Bei der modernen Einzelraumregelung kommt es nicht darauf an, in jedem Projekt möglichst viele Funktionen zu nutzen. Entscheidend ist, die Anforderungen des jeweiligen Heiz- und Kühlsystems präzise abzubilden. Bei kombinierten Flächensystemen stehen deshalb vor allem eine verlässliche Betriebsartumschaltung, die passende Einbindung der Stellantriebe und eine nachvollziehbare Parametrierung im Vordergrund.
Mit „ATR 4500“ und „ATR 4800“ stehen für unterschiedliche Anlagen- und Nutzungskonzepte zwei Funktionsstufen zur Verfügung. Entscheidend bleibt jedoch die projektspezifische Auswahl: Regelung, Signalführung und Antriebstechnik müssen als Gesamtsystem geplant und bei der Inbetriebnahme in beiden Betriebsarten geprüft werden.
